石油是我国重要的战略资源。潜油螺杆泵采油系统作为石油的举升设备在石油工业中有着广泛的应用。金属转子与橡胶定子组成的螺杆泵是潜油螺杆泵采油系统中重要的部件。橡胶定子在高温高压和交变载荷的作用下会产生疲劳裂纹,进而导致螺杆泵失效。研究疲劳损伤机理,找出疲劳裂纹的萌生位置,预测橡胶定子的疲劳寿命,对潜油螺杆泵采油系统的安全运行有着重要意义。本文基于断裂力学理论,建立了橡胶疲劳裂纹寿命预测模型。应用有限元软件计算出橡胶定子在工作状态下的应力应变,并预测了其疲劳寿命。本文的主要内容包括:详细介绍了多种超弹性本构模型的表达式和特点。根据拉伸与剪切试验,拟合了多模型的应力应变曲线。选取了拟合精度较好的Mooney–Rivlin模型作为本文中丁腈橡胶的本构模型,并计算出相关的材料常数。基于断裂力学理论,找出撕裂能与疲劳裂纹扩展速率间的关系,将复杂的多维应力转化为单轴等效应力,建立丁腈橡胶疲劳寿命预测模型。通过加速疲劳试验获得了丁腈橡胶的疲劳寿命曲线,进而计算出相关的疲劳参数。先建立金属转子与橡胶定子的几何模型,再针对橡胶定子的工作特性对其施加不同的过盈量与压力载荷,进行有限元分析。通过应力云图探索过盈量与油压对橡胶定子的接触应力与等效应力的影响规律,根据峰值应力确定了危险单元位置。分析计算了危险单元的撕裂能及其变化量。通过数值分析手段,使用丁腈橡胶疲劳寿命预测模型计算橡胶定子疲劳寿命。又采用软件仿真的方法使用仿真分析软件进行橡胶定子疲劳计算。对两种结果进行对比,发现其比值处于1.34-1.74这一区间内,认为模型精度比较理想。最后分析了产生寿命预测偏差的可能原因。